Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
УДК 629.463.32 для перевозки жидких грузов
УДК 656.085.5 Аварии вследствие пожара
ББК 392 Железнодорожный транспорт
Аварийные режимы, возникающие при воздействии открытого пламени на котел нефтебензиновой цистерны, приводят к температурным напряжениям, которые могут привести к ослаблению механических свойств материала, в том числе, жесткости и прочности. Рассматривается аварийный режим, связанный с воздействием на котел цистерны открытого пламени. Воздействие повышенных температур может вызвать разрушение котла, пролив продукта, его возгорание или взрыв. Само нарушение герметичности оболочки котла приводит к проливу продукта, который может поддерживать процесс горения, а также нанести ущерб экологии. Рассмотрена методика определения нагруженности котла цистерны в очаге пламени, с учетом геометрической нелинейности. Предложенная методика была представлена в виде программы на PTC Mathcad и позволяет на стадии разработки железнодорожных создавать системы защиты от пожара. Цель данного исследования состоит в определении нагруженности котла цистерны при пожаре с учетом геометрической нелинейности и реализации разработанной методики моделирования напряженно-деформированного состояния (НДС) оболочки котла нефтебензиновой цистерны при пожаре. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: - разработана расчетная схема оболочки; - рассмотреть и учесть все допущения, при которых будет строиться расчет; - разработать математическую модель на основе нелинейной теории оболочек; - применить для расчета вариационный метод в виде принципа Лагранжа, составив выражением для потенциальной энергии; - провести имитационное моделирование напряженно-деформированного состояния котла цистерны от воздействия неравномерного температурного поля при пожаре; - оценить влияние учета геометрической нелинейности на деформированное состояние оболочки. - Разработана методика моделирования напряженно-деформированного состояния котла цистерны при воздействии открытого пламени с учетом геометрической нелинейности; - С помощью разработанной методики определено НДС оболочки при пожаре в программе PTC Mathcad; - Приведены максимальные перемещения оболочки котла цистерны от перепада температур в очаге пожара с учетом геометрической нелинейности и без нее.
котел, цистерна, пламя, режим, методика, температура, напряжение, ряд Тейлора, принцип Лагранжа
1. Филиппов, В.Н. Пожаровзрывобезопасность перевозок сжиженных углеводородных газов железнодорожным транспортом [Текст] / В.Н. Филиппов, А.П. Шевчук [и др.] // Пожаровзрывобезопасность. - 1993. - № 6. - С. 35 - 39.
2. Шебеко, Ю.Н. Экспериментальное исследование поведения тонкостенных оболочек в очаге пламени [Текст] / Ю.Н. Шебеко, В.А. Назаренко, В.Н. Филиппов [и др.] // Пожарная безопасность. - 2004. - № 2. - С. 64 - 71.
3. Беспалько С.В. Разработка и анализ моделей повреждающих воздействий на котлы цистерн для перевозки криогенных продуктов: автореф. дис. ... докт. техн. наук: 05.22.07. - М., 2000. - 47 с.
4. Вольмир А.С. Нелинейная динамика пластинок и оболочек. - М.: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1972. - 432 стр.
5. Филин А.П. Элементы теории оболочек. - Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. - 384 с.
6. Огибалов П.М., Грибанов В.Ф. Термоустойчивость пластин и оболочек. - М.: МГУ, 1968. - 518 с.
7. Лойцянский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики. Ч. 2. - Л.-М.: ОГИЗ, 1942. - 580 с.
8. Головин, В.В. Моделирование поведения котла цистерны в очаге пламени [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.22.07 / Головин Виталий Владимирович. - М., 2005. - 22 с.
9. Маслов, И.Г. Состояние котла цистерны при воздействии очага пламени в аварийной ситуации : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.07 / Маслов Илья Геннадьевич; [Место защиты: Моск. гос. ун-т путей сообщ. Императора Николая II]. - Москва, 2016. - 132 с. : ил.
10. Смирнов В.И. Курс высшей математики. Том 1. - СПб: «БХВ-Петербург», 2008. - 624 с.
11. Михлин С. Г. Курс математической физики. Москва : Наука, 1968. 576 с.
12. Зиновьев, В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах [Текст]: справочник / В.Е. Зиновьев. - М.: Металлургия, 1989. - 384 с.
